濾池運(yùn)行優(yōu)化

--WORD格式---可編輯--凈水工藝是由各子工藝的有機(jī)配合，合理布置才能充分發(fā)揮其優(yōu)良的凈水效果，不可過份拘于某段工藝。將各凈水工藝視為一個(gè)整體系統(tǒng)，對(duì)其各段子工藝進(jìn)行優(yōu)化分析，是十分必要的。從慢濾池到普通砂濾池，雙向流濾池，雙(多)層濾料濾池，混合濾池，這一過程大大提高了處理水量。在濾池結(jié)構(gòu)上，創(chuàng)造了雙閥濾池、無閥濾池、虹吸濾他及節(jié)能型移動(dòng)沖洗罩濾池， 其形式的發(fā)展與認(rèn)識(shí)的深入是以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的， 同時(shí)受到各種理論模式的驗(yàn)證。目前，隨著原水水質(zhì)的惡化，濾后水質(zhì)的提高，過濾工藝(子系統(tǒng))在整個(gè)凈水工藝系統(tǒng)中，自身也在不斷的完善與發(fā)展。投加助濾劑強(qiáng)化過濾早在1968年Tuepker和Buescher就研究發(fā)現(xiàn)，在濾前水中增加陽離子聚合物(0．003mg／L)作為助濾劑可明顯改善常規(guī)過濾出水水質(zhì)，并能有效阻止由于濾速突然改變而引起的懸浮顆粒穿透。SusumuKawamura的研究也證實(shí)，使用助濾劑能防止水頭損失較高時(shí)(如超過1．8m)濁度穿透，保證出水水質(zhì)，其作用過程和混凝一絮凝作用過程相似。向?yàn)V前水中投加高分子絮凝劑 (助濾劑1，能顯著降低濾后水中大于1m顆粒的含量。由表1可見，投加助濾劑后，2～5um顆粒含量減少92％，5～10um的減少96％。余鍵等就湘江原水研究了幾種助濾劑對(duì)常規(guī)過濾的影響，試驗(yàn)表明，在常規(guī)過濾前投加適量的聚丙烯酞胺(O．O1mg／L)，濾后水濁度小于0.1NTU的過濾時(shí)間從15h增加到23h，并可有效阻止雜質(zhì)顆粒穿透濾層。許國(guó)仁、李圭白用高錳酸鉀復(fù)合藥劑(CP)對(duì)受有機(jī)污染較重的松花江和取自黃河水庫水進(jìn)行了強(qiáng)化過濾工藝研究，試驗(yàn)表明，對(duì)冬季低溫低濁污染水體采用投加 CP和聚合硫酸鐵(PFS)進(jìn)行強(qiáng)化過濾，在 CP投量為0．8mg／L，PFS投量為8mg／L時(shí)，濾池平均出水濁度為0．4NTU，色度為2．5。，檢測(cè)出的有機(jī)物的濃度降低 93．9％。對(duì)夏季高溫低濁污染水體采用投加 CP和聚合氯化鋁 (PAC)進(jìn)行強(qiáng)化過濾，在 CP投量為0．24mg／L，PAC投量為2．7mg／L時(shí)，濾后水的嗅味為0級(jí)。投加助濾劑對(duì)改善濾后水水質(zhì)的突出作用主要是因?yàn)楦叻肿泳酆衔镆愿鞣N高價(jià)聚合離子的形式直接存在于水中， 并通過電性中和作用使水中未脫穩(wěn)膠粒脫穩(wěn)凝聚，通過吸附架橋作用使微絮體附著于濾料和已被吸附的懸浮顆粒表面，從而有效阻止絮體的穿透，使過濾周期延長(zhǎng)，助濾劑雖然能提高過濾效果，但單純用水反沖洗難以沖洗干凈，宜采用氣、水反沖洗。濾池子系統(tǒng)分析2。1變革濾料強(qiáng)化過濾2。1．1沸石濾料強(qiáng)化過濾沸石是一種架狀結(jié)構(gòu)的多孔穴和通道的硅鋁酸鹽，表面粗糙，比表面積大 (400-800m2／g沸石)，有良好的吸附、交換性能，是一種天然輕質(zhì)濾料。----WORD格式---可編輯--由于離子交換作用，沸石對(duì)氨氮的去除率在95％以上，因此，沸石濾料能顯著增強(qiáng)過濾單元去除氨氮的能力，可降低氯耗，提高水質(zhì)安全性；沸石對(duì)水中濁度的平均去除率為65％；對(duì)水中CODMn的平均去除率大于13％。沸石濾料對(duì)水質(zhì)的影響試驗(yàn)表明， 使用沸石作為濾料不會(huì)增加水中有害金屬離子濃度。 李德生等將沸石培養(yǎng)成生物沸石，利用生物沸石反應(yīng)器處理去除飲用水源中的 NH4＋一N和NO2一一N的平均去除率均大于 9O％，對(duì)有機(jī)物的去除大于 3O％。2．1．2改性石英砂濾料強(qiáng)化過濾馬軍、盛力等采用某種化學(xué)方法將石英砂表面涂覆一層金屬氧化物， 將濾料表面改性，這種改性石英砂能夠顯著提高混凝沉淀后含藻水的過濾效果， 對(duì)藻類的去除率大干65％。2．1．3顆粒活性炭(GAG)濾料強(qiáng)化過濾將常規(guī)濾池濾料以顆?；钚蕴看?，由于GAC內(nèi)部具有發(fā)達(dá)的空隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，具有強(qiáng)大的吸附性能，能為微生物提供理想的棲息地，活性炭主要吸附分子量在500-3000的有機(jī)物。生物活性炭濾池濾料上附著的生物膜量是無煙煤、石英砂濾料的4～8倍。Kurosawa等的研究表明，低溫下生物活性炭濾池對(duì)氨氮的去除率幾乎不受影響，并對(duì)AOC能保持80％以上的去除率。生物活性炭的前提條件是避免預(yù)氯化處理。黃曉東、李德生等采用活性炭一石英砂生物活性濾池(B)進(jìn)行的強(qiáng)化過濾試驗(yàn)表明，當(dāng)活性炭濾料層厚度>500mm時(shí)，對(duì)氨氮、亞硝酸鹽氮和CODM的去除率分別為82％，84％和24％，濁度的去除效率比普通濾池提高了4O％左右，由于生物的降解作用，色度去除率也比普通濾池提高40％左右，對(duì)原水中溶解性鐵和錳也有較好的生物氧化能力，其去除率分別比普通濾池提高60％左右。下層的石英砂濾料基本沒有生物作用存在，能夠起到對(duì)濁度和微生物的把關(guān)作用。有人對(duì)活性炭石英砂和無煙煤一石英砂兩種生物濾池作了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)較之無煙煤一石英砂濾池，活性炭一石英砂濾池掛膜快，對(duì)DOC和TOC的去除率高，濾池的修復(fù)性能好，低溫時(shí)對(duì)乙醛的去除率也較高。楊開等對(duì)活性炭一石英砂雙層濾料的生物活性濾池的研究也表明，在未氯化或預(yù)氧化的條件下，此種濾池對(duì)有機(jī)物和氨氮的去除率是顯著的。2．1．4陶粒濾料強(qiáng)化過濾陶粒生物活性濾池對(duì)濁度、氨氮有一定的去除作用，并能較好地去除Fe、ss、細(xì)菌等，對(duì)色度也有一定的去除效果。生物陶粒濾料能降低水中的 NO2－-N、NH4－N、OC、濁度、色度、 Mn和藻類等。采用由惰性和活性濾料 (由極性和非極性濾料復(fù)合而成 )復(fù)合構(gòu)成的新型生物活性濾料濾池進(jìn)行過濾試驗(yàn)， 結(jié)果表明，這種濾池對(duì)氨氮和 CODMn的去除率分別在 90％和4O％以上，使Ames試驗(yàn)致突變性降低約1／3。以上各種濾料構(gòu)成的生物濾池對(duì)有機(jī)物的去除受到多種因素的影響，不同水源中----WORD格式---可編輯--的有機(jī)物成分、預(yù)氧化程度不一樣，可生化性也就不一樣；濾層組成不同則對(duì)有機(jī)物降解的能力與速度也不同。生物濾池對(duì)氨氮的去除一是水中必須有足夠的溶解氧，二是濾層中必須有足夠數(shù)量的硝化菌。而要維持生物濾池內(nèi)一定的硝化菌量必須降低反沖洗頻率并控制反沖洗強(qiáng)度；對(duì)氨氮的去除還可能受到有機(jī)物生物降解的影響，因?yàn)樵谪殸I(yíng)養(yǎng)條件下自養(yǎng)菌(硝化菌)與異養(yǎng)菌之問存在著爭(zhēng)奪氧與生物膜空間的競(jìng)爭(zhēng)，其結(jié)果是有機(jī)物氧化在先、氨氮氧化在后，這是因?yàn)樽责B(yǎng)菌的增長(zhǎng)速率比異養(yǎng)菌慢，且自養(yǎng)菌對(duì)由較高水力負(fù)荷和較小濾料介質(zhì)造成的剪力損失比異養(yǎng)菌更敏感。2．2濾料的組成與級(jí)配級(jí)配的濾料經(jīng)大的膨脹率反沖洗后，因?yàn)V料沉降快慢不同易水力分層，自上而下，孔隙率逐漸增大，這種單層濾料濾池的粒徑分布不能有效利用濾層的孔隙率，因?yàn)樵谙聦涌紫堵蔬h(yuǎn)未得到利用之前，上層細(xì)砂已形成機(jī)械隔層而堵塞，消耗資用水頭，縮短了運(yùn)轉(zhuǎn)周期。對(duì)傳統(tǒng)濾池的優(yōu)化，應(yīng)以沿水流方向加大比表面積以增加穿透深度為指導(dǎo)思想，實(shí)踐中可采用均粒度或反粒度多層濾料濾池，或改變水流方向。反粒度濾池是采用兩種或兩種以上級(jí)配濾料，利用其比重差值，使濾床沿水流方向比表面積增加、孔隙率降低。常用的是自煤+石英砂或自煤+石英砂+石榴石，各種濾料須經(jīng)仔細(xì)篩選后，使Li／Di>800，以避免層間過度混雜而產(chǎn)生水頭突變。雙層濾池在國(guó)內(nèi)水廠廣為采用，常用于挖潛與改造中，而三層濾池因沖洗上難以滿足共同清洗的要求。雙層濾料的產(chǎn)水量明顯多于單層，但其最大的缺點(diǎn)在于上層輕質(zhì)濾料因過大膨脹度而逸失，為控制這部分損耗，國(guó)內(nèi)有使用“ V”型均質(zhì)濾池，該濾池的濾料品種單一，級(jí)配<1.2，從上而下孔隙率一致。為保證不產(chǎn)生水力分層，采用小水量沖洗。上海周家渡水廠 (2萬t／d)對(duì)其過濾工藝進(jìn)行了改造， 分別采用了雙層，均質(zhì)濾池。2．3改進(jìn)濾池反沖洗工藝強(qiáng)化過濾濾池反沖洗的主要功效是剝落濾料間的污泥并將其排出池外。污泥有兩種：一次污泥與二次污泥。前者是濾料問空隙的截留污泥，可利用水力剪切沖除，而后者則是附著在濾料孔內(nèi)的污泥，須使順粒產(chǎn)生有效撞擊方能除去。普通單層濾池采用高強(qiáng)度的水沖洗，為除去濾層表面泥毯，防止形成泥球，可增設(shè)表面輔沖。反沖洗時(shí)顆粒間相互碰撞特別是投加了高分子助濾劑后，表層小顆粒因撞擊產(chǎn)生的絮凝效應(yīng)更明顯，形成泥球，可能形成的原因如下：泥球生成速度與粒徑的三次方成反比，所以表層小順粒更易于形成泥球。濾層表面懸浮物多，大塊泥毯破碎后。難以排出。進(jìn)行氣水反沖時(shí)，表層顆粒碰撞次數(shù)少，懸浮物破碎不充分。為克服水反沖的局限性，特別是雙層濾池的廣泛應(yīng)用，相應(yīng)產(chǎn)生了氣水聯(lián)合使用的反沖技術(shù)。它利用氣泡在濾料顆粒上升過程中的磨擦以及顆粒相互之間的碰撞摩擦，----WORD格式---可編輯--使濾床得到良好的再生。單獨(dú)氣洗：濾床不膨脹，主要靠氣泡上升時(shí)對(duì)濾料的摩擦力與上升后濾料間出現(xiàn)的空缺而產(chǎn)生擁擠填充，產(chǎn)生碰撞力，使雜質(zhì)從濾料表面脫除。下層擾動(dòng)較小，而上層隨著氣泡的增大，擾動(dòng)亦大，從而使截污量多的上層強(qiáng)烈擾動(dòng)，形成攪拌，相互碰撞的機(jī)會(huì)多，可有效剪切去除雜質(zhì)。氣水同時(shí)反沖洗：由于濾層稍有膨脹，使氣泡易于通過，此時(shí)上升速度加快，擾動(dòng)大于單用水洗，水沖時(shí)又增加一剪力，但表面細(xì)顆粒須仔細(xì)控制，防止沖失。水洗漂沖：用小水量進(jìn)行漂沖，排除剝落污泥。如前所述，如果單用水洗，最佳孔隙率為70％時(shí)，膨脹度為 40％～50％，G值僅400S－1，此G值小于絮體破碎所需值，故表面非但不能沖洗干凈，反而產(chǎn)生同向絮凝而形成泥球。G值與d值成正比，在同樣q值時(shí)，d越大，G亦越大，表面d小，所獲得的G亦小。采用氣水反沖洗可以完全克服表層結(jié)泥球現(xiàn)象，同時(shí)由于水沖強(qiáng)度小，吐層可以減少水力分層，下層粗穎粒不易走動(dòng)，上層順粒減少流失。V型濾池正是采用這種沖洗方法以保持均粒。研究表明，5～10um顆粒含量在過濾開始時(shí)約為10000個(gè)/L，過濾40min后才降至約為1000個(gè)／L。所以，初濾水中致病微生物存在的可能性比較大。因此，濾池的過濾工藝流程會(huì)對(duì)濾后水的水質(zhì)產(chǎn)生很大影響，采用合理的過濾操作、反沖洗過程、反沖洗水處理等程序，會(huì)使水質(zhì)有較大改善。有幾類濾池在工藝上沒有排放初濾水的設(shè)施，例如無閥濾池、單閥濾池、虹吸濾池、移動(dòng)罩濾池等。還有幾類濾池主要是由普通快濾池演變來的，如雙閥濾池、V型濾池等。雖然它們一般不設(shè)初濾水排放管，在運(yùn)行中也不排放初濾水，但易于對(duì)其進(jìn)行改造，即在出水管上增設(shè)初濾水排放管，并在自動(dòng)控制程序中增加排放初濾水的操作步驟，就能提高過濾水的衛(wèi)生安全性。如果能先在貯存池中將濾池反沖洗水進(jìn)行混凝沉淀預(yù)處理，然后再送回混合池進(jìn)行處理，應(yīng)該能使濾后水的水質(zhì)得到改善。2．4優(yōu)化常規(guī)過濾工藝影響常規(guī)過濾的因素很多，其中助濾劑、濾速和L／d比值為濾層厚度，d為濾料粒徑)，被認(rèn)為對(duì)過濾性能影響較大。濾速是濾池設(shè)計(jì)的一個(gè)基本參數(shù)，也是決定濾池單位時(shí)間單位面積產(chǎn)水量從而決定濾池造價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)。降低濾速，有利于降低濾后水濁度，延長(zhǎng)過濾周期。當(dāng)濾速較高時(shí)，濾層水頭損失的增長(zhǎng)較快，過濾周期縮短。采用低濾速雖然濾后水水質(zhì)較好，但過濾面積必然因此而增大，濾池造價(jià)必然增加。因此，怎樣確定濾池最佳濾速值得進(jìn)一步研究。從現(xiàn)有的過濾理論可知，濾層對(duì)水中懸浮顆粒的截留作用來自于濾料所具有的表面積。濾料所具有的表面積越大，濾層對(duì)水中懸浮顆粒的截留能力越強(qiáng)。增大L/d值能夠改善濾層過濾性能是因?yàn)檩^大的L／d比值能給濾層提供較大的表面積。為保證有比較經(jīng)濟(jì)的過濾周期和周期產(chǎn)水量，L／d值宜取較大值，然而過大的L／d值將增大濾層水頭損失和反沖洗難度，增加濾池深度和造價(jià)。國(guó)內(nèi)有學(xué)者研究認(rèn)為----WORD格式---可編輯--在工程上L／dl0(dl0指通過濾料重量10％的篩孔孔徑)值宜取1200～1400。此外，在不改變?yōu)V池結(jié)構(gòu)和適當(dāng)改動(dòng)反沖洗方式條件下，將級(jí)配濾料改為均勻?yàn)V料，有助于提高濾層含污能力、延長(zhǎng)過濾周期。結(jié)論上述各種強(qiáng)化過濾給水處理技術(shù)在一定條件下均能有效去除飲用水水源中的雜質(zhì)，但仍有下列問題有待進(jìn)一步研究解決，以便更好地將強(qiáng)化過濾處理工藝應(yīng)用于工程實(shí)踐。當(dāng)飲用水水源中多種污染物(如有機(jī)物、氨氮、鐵、錳、藻類等)共存時(shí)，生物濾池在貧營(yíng)養(yǎng)條件下異養(yǎng)菌與自養(yǎng)菌的轉(zhuǎn)化條件及轉(zhuǎn)化機(jī)理；在低溫 (溫度<5℃)時(shí)，硝化菌對(duì)氨氮去除率的影響。(2)濾池反沖洗時(shí)對(duì)濾料上生物膜的影響，反沖洗強(qiáng)度的確定。(3)絮體表面性質(zhì)及粒度分布對(duì)過濾工藝性能的影響。氣水沖洗濾池的設(shè)計(jì)優(yōu)化崔麗琴(國(guó)投新集能源股份有限公司設(shè)計(jì)院 ,安徽合肥230008)摘要:氣水沖洗濾池是目前廣泛使用的濾池池型。 由于氣水沖洗濾池的配水配氣系統(tǒng)較常規(guī)濾復(fù)雜 ,且在我國(guó)推廣應(yīng)用的時(shí)間不長(zhǎng) ,因此在設(shè)計(jì)過程中有一些細(xì)節(jié)因素容易被忽略,部分水廠的實(shí)際運(yùn)行效果并不理想。結(jié)合工程實(shí)例,對(duì)如何優(yōu)化濾池的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)地闡述與剖析。關(guān)鍵詞:氣水沖洗濾池;設(shè)計(jì);優(yōu)化中圖分類號(hào):X52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1006-8759(2008)04-0032-03前言氣水沖洗濾池屬快濾池的一種,其技術(shù)特征是采用均質(zhì)濾料、以氣水沖洗代替單獨(dú)水沖洗,利用氣泡的振動(dòng)形成對(duì)濾料的搓洗,從而去除濾料截留物。該濾池具有沖洗水量少、節(jié)省能耗、過濾濾速快、截污能力強(qiáng)、出水水質(zhì)好、過濾周期長(zhǎng)等顯著優(yōu)點(diǎn),已成為當(dāng)前國(guó)際過濾技術(shù)中的主要池型。我國(guó)目前已建成氣水沖洗濾池?cái)?shù)百座,在水處理行業(yè)中占有舉足輕重的地位。但由于氣水沖洗濾池的配水配氣系統(tǒng)復(fù)雜較常規(guī)濾池復(fù)雜,對(duì)設(shè)計(jì)及施工的要----WORD格式---可編輯--求較高,且在我國(guó)推廣應(yīng)用歷史不長(zhǎng) ,技術(shù)尚不夠完善 ,有相當(dāng)一部分水廠的氣水沖洗濾池在生產(chǎn)運(yùn)行中還存在不少問題 ,主要表現(xiàn)為反沖洗不均勻、耗水量大、出水水質(zhì)變差、濾料面傾斜、濾料流失等現(xiàn)象 ,影響水廠的正常運(yùn)行 ,濾池的節(jié)能性更是大打折扣。為解決上述問題,充分發(fā)揮氣水沖洗濾池的技術(shù)特點(diǎn),本文以某水廠濾池設(shè)計(jì)為例,給出濾池設(shè)計(jì)的優(yōu)化思路和措施。1工程概況安徽某縣城水廠 ,處理工藝為:微渦反應(yīng)池+平流沉淀池+氣水沖洗濾池+消毒。設(shè)計(jì)沉淀池出水濁度 <10NTU,濾池出水濁度 <0.5NTU,濾池處理能力為 1084m3/h(300L/s),設(shè)計(jì)3組濾池,單排布置,設(shè)計(jì)濾池主要特征見下表。系統(tǒng)方案及設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)在分析濾池機(jī)理、工況的基礎(chǔ)上,結(jié)合相關(guān)運(yùn)行廠的經(jīng)驗(yàn),對(duì)氣水沖洗濾池的系統(tǒng)方案、設(shè)計(jì)參數(shù)、池形結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了優(yōu)化。1沖洗方式氣水沖洗濾池的設(shè)計(jì)應(yīng)首先確定沖洗方式。目前大多水廠氣水沖洗方式是兩階段,即先單獨(dú)氣沖洗,后水沖洗,利用空氣的攪動(dòng)作用將濾料顆粒表面截留的污泥擦洗掉,再用水沖洗排出泥水。污泥從濾料表面脫落的原因,是水流剪切和濾料碰撞摩擦共同作用的結(jié)果,在氣沖洗狀態(tài)下,存在氣泡由濾層底部向?yàn)V層表面的運(yùn)動(dòng),氣泡經(jīng)過濾料細(xì)小通道時(shí)將產(chǎn)生較強(qiáng)的泡振作用,而氣泡的攜砂作用,又會(huì)導(dǎo)致濾層中的濾料發(fā)生循環(huán)移動(dòng),這些都加劇水流的剪切和濾料的碰撞摩擦,加速濾料顆粒表面污泥的松動(dòng)和脫落,因此氣水沖洗的沖洗效果要比單獨(dú)水沖洗效果好,同時(shí)還可以顯著減少?zèng)_洗耗水量。研究表明,對(duì)于單獨(dú)氣沖洗,在濾層深處氣泡粒徑較小,達(dá)到表層時(shí)才能合成大氣泡,其沖洗作用的增強(qiáng)主要發(fā)生在濾層的表層,而在此基礎(chǔ)上同時(shí)加以水沖洗,即氣水同時(shí)沖洗,可以改善沖洗效果,由于濾料呈微膨脹狀態(tài),氣泡在濾層深處即可合并成大氣泡,使沖洗作用的增強(qiáng)可以發(fā)生在大部分甚至整個(gè)濾層,此外,濾料循環(huán)移動(dòng)速度遠(yuǎn)也大于單獨(dú)氣沖洗時(shí)的速度,這些原因促使水流剪切和濾料碰撞摩擦的程度較單獨(dú)氣沖洗時(shí)更高。因此,可將前述的兩階段沖洗方式優(yōu)化為先氣水同時(shí)沖洗,后水沖洗。而從污泥的去除來看,其排出順序是由上而下,在沖洗的最初階段,是保證濾層上部截留污泥的去除,用單獨(dú)氣沖洗即可達(dá)到這種效果,因此設(shè)計(jì)采用了三階段沖洗方式,即先單獨(dú)氣沖洗,再氣水同時(shí)沖洗,后水沖洗。為加快漂洗速度、減少?zèng)_洗用水量、降低沖洗時(shí)其它濾池負(fù)荷,設(shè)計(jì)沖洗全過程輔以表面掃洗。2沖洗強(qiáng)度及時(shí)間設(shè)計(jì)各沖洗階段的沖洗強(qiáng)度及時(shí)間見上表。參數(shù)的確定參考了相關(guān)運(yùn)行廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),運(yùn)行廠的經(jīng)驗(yàn)表明,水洗階段的水洗強(qiáng)度不應(yīng)低于4L/(m2?s),否則----WORD格式---可編輯--水流的挾泥不夠能力不夠 , 濾料層表面會(huì)出現(xiàn)沉泥現(xiàn)象 ,而氣水同時(shí)沖洗時(shí) ,氣水沖洗強(qiáng)度之和不宜大于 20L/(m2?s), 否則細(xì)砂流失嚴(yán)重。僅有合適的沖洗強(qiáng)度而沖洗時(shí)間不足時(shí) ,也不能充分洗掉包裹在濾料表面的污泥 ,甚至無法置換沖洗廢水,導(dǎo)致污泥重返濾層 ,在濾層表面形成泥膜。確定沖洗強(qiáng)度及時(shí)間時(shí)還應(yīng)該綜合考慮操作控制的簡(jiǎn)便 ,本例采用水泵沖洗 ,沖洗時(shí)間易于調(diào)整。水沖洗階段水洗強(qiáng)度采用 6L/(m2?s), 設(shè)為氣水同時(shí)沖洗時(shí)水洗強(qiáng)度的 2倍, 這樣在運(yùn)行過程中可以簡(jiǎn)單的通過水泵的啟閉來實(shí)現(xiàn)沖洗強(qiáng)度的改變。實(shí)際生產(chǎn)中可以對(duì)設(shè)計(jì)沖洗強(qiáng)度及時(shí)間再進(jìn)行優(yōu)化 ,以反沖洗排水濁度 <10NTU、濾砂含泥量<0.2%作為確定運(yùn)行參數(shù)的指標(biāo)。3配氣配水系統(tǒng)配氣配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是均勻性。理論上分析,大阻力系統(tǒng)和小阻力系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),但受施工精度的影響,小阻力系統(tǒng)的均勻性不易掌握,相比之下,大阻力系統(tǒng)要優(yōu)于小阻力系統(tǒng),但相對(duì)能耗較大。對(duì)于氣水沖洗濾池,其水沖洗強(qiáng)度較單獨(dú)水沖洗濾池的強(qiáng)度低,按該強(qiáng)度設(shè)計(jì)的系統(tǒng)開孔比在過濾狀態(tài)時(shí)集水阻力較大,因此從配水角度考慮,氣水沖洗濾池又不宜采用大阻力配水系統(tǒng)?；谏鲜鲈?設(shè)計(jì)中采用長(zhǎng)柄濾頭配氣配水系統(tǒng),開孔比2%,屬大阻力配氣、小阻力配水系統(tǒng),可以很好地解決同時(shí)均勻配氣配水問題。2.4進(jìn)水與出水為保證配水均勻 ,濾池的進(jìn)水由堰來完成 ,濾前水經(jīng)總渠通過堰進(jìn)入單格濾池的配水渠,再均勻分配到濾池兩側(cè)的配水槽。堰上游設(shè)有3道進(jìn)水孔并配有閘門,設(shè)置多道進(jìn)水孔。一方面是為了保證進(jìn)水穩(wěn)定,另一方面可以滿足過濾和沖洗不同狀態(tài)下的進(jìn)水要求。濾后水經(jīng)單格濾池出水管、 出水總管匯至出水水封井 ,水封井設(shè)有堰板 ,這樣水封井水位可保持穩(wěn)定 ,濾池的運(yùn)行可視為恒水位勻速過濾 ,考慮到實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)與設(shè)計(jì)狀態(tài)存在偏差,出水堰采用了可調(diào)節(jié)堰。2.5沖洗水供應(yīng)設(shè)計(jì)濾池的沖洗水由沖洗水泵直接供應(yīng)。設(shè)計(jì)巧妙地利用濾池出水水封井作為沖洗水泵的吸水井,由于水封井水位在濾池正常工作時(shí)保持恒定,因此濾池沖洗時(shí)所需揚(yáng)程是穩(wěn)定的,相應(yīng)決定了水泵出流量是穩(wěn)定的,很容易控制沖洗水強(qiáng)度處于設(shè)計(jì)值。另一方面,沖洗水泵從水封井吸水,還可以充分利用濾后水水頭,減小水泵揚(yáng)程,降低運(yùn)行費(fèi)用和能耗。池型結(jié)構(gòu)優(yōu)化1濾頭及濾板氣水沖洗濾池中 , 配氣配水均勻的關(guān)鍵是濾頭的平整 , 而濾頭平整的先決條件----WORD格式---可編輯--是濾板的平整。目前國(guó)內(nèi)的濾板基本上采用小塊濾板拼裝式 ,《濾池氣水沖洗設(shè)計(jì)規(guī)程》(CECS50:93)中規(guī)定小塊濾板單板水平誤差控制在2mm以內(nèi),同格濾池濾板水平誤差控制在5mm以內(nèi),這在實(shí)際施工過程中往往難以實(shí)現(xiàn),也就無法保證濾頭的平整度。此外,小塊濾板的拼裝縫多采用膠泥密封,由于材質(zhì)不同、膨脹系數(shù)不同,又頻繁受正反兩個(gè)方向力的沖擊,常有膠泥開裂、脫落現(xiàn)象,導(dǎo)致漏砂、翻板等事故。設(shè)計(jì)濾池采用整體澆筑濾板和可調(diào)式濾頭 (縫隙寬 d=0.5mm, 縫隙面積 s=6.12cm2),通過設(shè)計(jì)來減小施工難度。由于整體澆筑濾板不存在任何接縫 ,徹底消除了因?yàn)V板密封不嚴(yán)密引發(fā)的各種隱患 ;同時(shí)濾頭為可調(diào)式 ,確保濾頭的水平誤差控制在極小的范圍內(nèi),優(yōu)于規(guī)范要求,使配氣配水的均勻性更趨理想。由于施工工藝的簡(jiǎn)化,還可以縮短施工周期,對(duì)于降低濾池工程造價(jià)也優(yōu)勢(shì)明顯。2排水槽控制閥門目前多數(shù)水廠排水槽出水的控制都是采用提板閘。然而,出于提高濾池的有效面積的考慮,在滿足沖洗廢水排出通暢的前提下,要求排水槽的設(shè)計(jì)盡可能窄,因此在濾池內(nèi)排水槽末端設(shè)置提板閘難度較大,一是土建施工時(shí)預(yù)埋件難以精確就位,二是閘門安裝及設(shè)備維修時(shí)操作空間不夠,加之閘門的漏水量本身較大,會(huì)造成濾池實(shí)際運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生過度漏水或提板閘垂直度不夠而影響傳動(dòng)系統(tǒng)的壽命。設(shè)計(jì)對(duì)排水槽出水控制閥門作了改進(jìn) ,采取在池體外側(cè)設(shè)置蝶閥的方式替代提板閘,這樣可以降低土建要求和方便閥門的安裝維修,同時(shí)蝶閥的密封性能優(yōu)于提板閘,可減少漏失水量,還能實(shí)現(xiàn)排水的瞬間操作。結(jié)語氣水沖洗濾池是目前廣泛使用的濾池池型。本文結(jié)合水廠運(yùn)行過程中存在的主要問題,通過對(duì)濾池機(jī)理和工況的分析,給出了行之有效的設(shè)計(jì)優(yōu)化措施,在確定系統(tǒng)方案、設(shè)計(jì)參數(shù)、池形結(jié)構(gòu)方面都對(duì)傳統(tǒng)的濾池設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn),使氣水沖洗濾池的優(yōu)越性能夠更好地發(fā)揮。淺談濾后水水質(zhì)管理泰和水廠 陸勁蓉 張曙光 包源 宋瑜2009 年8月19日來源：中國(guó)供水節(jié)水一、概況泰和水廠于 1996 年投產(chǎn)運(yùn)行， 在投產(chǎn)運(yùn)行的初期， 就重視濾池管理， 結(jié)合----WORD格式---可編輯--目前的制水工藝，一改原有的管理思路，提出了從靜態(tài)管理轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)管理，從日常管理結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)轭A(yù)防管理，特別是加強(qiáng)對(duì)濾池的數(shù)據(jù)和科學(xué)管理，使過濾這一制水工藝中的關(guān)鍵工序發(fā)揮出真正的作用。通過長(zhǎng)效的管理，我廠出廠水濁度從0.80NTU逐漸降低到0.047NTU，并一直穩(wěn)定在0.06NTU左右。經(jīng)過多年的調(diào)查研究，已形成了適合我廠濾池管理的一整套科學(xué)管理辦法，并且每年在上一年的基礎(chǔ)上有進(jìn)一步的降低。目前出廠水濁度已經(jīng)達(dá)到0.047NTU的好成績(jī)。二、影響濾后水水質(zhì)的幾個(gè)因素濾池濾池的型式有很多種，主要有：普通快濾池、虹吸濾池、無閥濾池、移動(dòng)沖洗罩濾池、V型濾池等。泰和水廠采用目前使用較多的 V型濾池。V型濾池的特點(diǎn)是，屬于快濾池一種，采用均質(zhì)濾料，在氣水反沖洗時(shí)濾料不會(huì)膨脹，無水力分級(jí)現(xiàn)象，使濾層含污能力提高。1.1 濾料過濾主要是懸浮顆粒與濾料顆粒之間粘附作用的結(jié)果。石英砂是使用最廣泛的濾料。濾料厚度與直徑之比宜大于1000，深層的宜大于1200。對(duì)于V型濾池濾料要盡可能保持均勻，不能含有雜物。濾料表層的含泥量要保持在 3%以下，最好1%以下。泰和水廠建廠時(shí)濾池的內(nèi)壁被涂有涂料， 在長(zhǎng)時(shí)間的浸泡、 風(fēng)吹、日曬下，剝落滲入砂層。并且原水中帶有的塑料薄膜的碎片也在這一過程中被截留下來，滲入砂層底部，包裹住濾頭。引起濾速偏慢、沖洗強(qiáng)度不均勻、有部分積泥的現(xiàn)象。1.2 配水、配氣系統(tǒng)配水、配氣系統(tǒng)主要分為大阻力配水系統(tǒng)和小阻力配水系統(tǒng)，作為小阻力配水系統(tǒng)的長(zhǎng)柄濾頭被廣泛運(yùn)用。濾頭的尺寸各不相同，但工作原理和使用方式是一樣的。濾頭作為反沖洗水的分配器，必須保持完好，單格濾池內(nèi)的濾頭要保持在同一水平面。1.3 濾速對(duì)于正在運(yùn)行中的濾池而言，濾速的波動(dòng)對(duì)濾后水水質(zhì)會(huì)產(chǎn)生影響，因此要避免濾速變動(dòng)過快。當(dāng)水量低于設(shè)計(jì)流量時(shí)盡可能降低運(yùn)行濾速有利于提高去除率。初濾水初濾水水質(zhì)會(huì)影響濾后水水質(zhì)。主要由于濾池經(jīng)沖洗后立即投入運(yùn)行，此時(shí)濾料本身并沒有穩(wěn)定下來，存在下沉運(yùn)動(dòng)，使顆粒難以粘附，因此控制初濾水水質(zhì)能有效的保證濾后水水質(zhì)，一般根據(jù)初濾水最高濁度允許值確定反沖洗廢水結(jié)束時(shí)的濁度小于15NTU。在沒有合適的初濾水排放設(shè)施的水廠，這一控制就尤為重要。過濾水量波動(dòng)的影響----WORD格式---可編輯--過濾水量的波動(dòng)會(huì)引起濾后水水質(zhì)的變化，尤其是當(dāng)水量突然增加時(shí)，使水流剪力增大，顆粒脫落，引起濾后水濁度波動(dòng)。過濾水量的波動(dòng)主要由兩方面的原因：①總進(jìn)水量的波動(dòng)，由于一根進(jìn)水總管上配有兩個(gè)系統(tǒng)，所以總進(jìn)水量的波動(dòng)比較頻繁。②濾池沖洗時(shí)引起其他濾池過濾水量的波動(dòng)。因此，減少過濾水量波動(dòng)是控制濾后水濁度的有效手段。三、科學(xué)的管理針對(duì)濾池采取的措施1.1 加強(qiáng)濾池性能測(cè)定定期測(cè)定一格濾池的過濾全過程的進(jìn)出水質(zhì)、 濾速、水頭損失以及沖洗時(shí)間與初濾水的關(guān)系，以確定一定時(shí)期合理的濾池運(yùn)行時(shí)間及沖洗時(shí)間。同時(shí)對(duì)濾速、砂層厚度、砂層含泥量（特別是表層的含泥量）、不均勻系數(shù)的測(cè)定，作為濾池翻砂的依據(jù)， 使濾池保持性能良好。 當(dāng)濾池濾速變得很慢， 并且在同樣的開啟度的情況下，初濾速與末濾速的差別不大，或者砂層的含泥量超過 3%（表層含泥量超過1%），經(jīng)多次沖洗都不能有所改善，或者K80大于1.60，以上這些情況任何一項(xiàng)，都將被列為翻砂的對(duì)象。1.2有計(jì)劃的濾池翻砂，嚴(yán)格控制影響水質(zhì)的多個(gè)環(huán)節(jié)。根據(jù)濾池運(yùn)行情況， 有計(jì)劃地安排翻砂。 在翻砂的過程中， 嚴(yán)格控制砂使用砂直徑在0.8~1.2mm之間的均質(zhì)濾料，去除原先濾料中的雜質(zhì)， 保證新砂的K80在1.40到1.45之間。其次，濾頭、濾板要進(jìn)行仔細(xì)檢查和標(biāo)高測(cè)定，檢查每一個(gè)濾頭，更換已壞的濾頭，去除濾頭上的包裹物，修復(fù)濾板間的縫隙，對(duì)濾頭進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)高調(diào)整使其盡可能處于同一水平面，并通過布?xì)庠囼?yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)，以防止在沖洗時(shí)出現(xiàn)氣量和水量不等，引起沖洗強(qiáng)度不均勻，造成濾池局部積泥和沖洗水大量的浪費(fèi)，增加制水成本。第三，對(duì)進(jìn)水堰口和排水堰口進(jìn)行標(biāo)高的測(cè)定，對(duì)不均勻沉降引起的不平，進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?2格池的進(jìn)水堰口基本處于同一水平面，以保證12格池進(jìn)水均勻分布，避免對(duì)1格濾池沖洗時(shí)，因進(jìn)水堰口不平而引起某一濾池過濾水量波動(dòng)較大。對(duì)排水堰口的測(cè)定和修整也相當(dāng)有必要，排水堰口的不平會(huì)造成沖洗出水不均勻，使濾池局部積泥。最后，對(duì)鋪砂的過程，也進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)，采取邊鋪邊沖洗的方法，使砂上所帶的泥不淤結(jié)在池底。泰和水廠于1999年開始落實(shí)翻砂計(jì)劃，1999年先對(duì)情況嚴(yán)重的4格濾池進(jìn)行翻砂，翻砂后發(fā)現(xiàn)濾池的去除率由原來的95%提高到98.5%。1.3更換裝飾材料。由于墻面涂料易于剝落，剝落的涂料片會(huì)漸漸地滲入池底而包裹住濾頭，影響濾池效能。因此，把濾池池壁的裝飾材料由涂料改為瓷磚，即美觀了環(huán)境又避免涂料帶來的麻煩。同時(shí)，對(duì)濾池池壁每?jī)稍逻M(jìn)行一次清洗，避免藻類在濾池中滋生。?4強(qiáng)化濾池日常管理----WORD格式---可編輯--定期對(duì)濾池的性能進(jìn)行測(cè)定， 每月對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析， 從而決定是否要對(duì)濾池沖洗時(shí)間進(jìn)行調(diào)整以及是否應(yīng)從凈水設(shè)備管理角度對(duì)此濾池進(jìn)行檢修。 濾池性能的測(cè)定，能及時(shí)地反映濾池所處的狀態(tài)，更有利于對(duì)濾池的合理使用，提高濾池的利用率，成為濾池科學(xué)管理中不可缺少的手段。同時(shí)規(guī)定對(duì)濾池的去除率定期進(jìn)行排摸，以確保濾池的去除率。此外，仔細(xì)觀察濾池的沖洗過程也是濾池管理的另一個(gè)重要手段。可了解濾池出水是否均勻，是否有死水區(qū)，是否有漏砂和跑砂的現(xiàn)象，氣沖時(shí)水花是否均勻，以上種種現(xiàn)象都會(huì)影響到濾池的性能。只有加強(qiáng)濾池日常管理，發(fā)現(xiàn)情況及時(shí)解決，才能防止以上情況給濾池帶來的破壞。為了防止藻類在濾池中滋生，規(guī)定每年春季采用加大前加氯的方法來減少藻類的繁殖，保護(hù)濾料。針對(duì)初濾水濁度較高采取的措施2.1 對(duì)濾池初濾水進(jìn)行研究。濾池在運(yùn)行周期的初期，一般濾后水濁度較大，經(jīng)過一段時(shí)間約運(yùn)行后會(huì)慢慢趨于穩(wěn)定，時(shí)間為半小時(shí)左右，因此我們對(duì)操作規(guī)程重新進(jìn)行調(diào)整，要求濾池沖洗后，需靜止半小時(shí)方可投入運(yùn)行。剛投入運(yùn)行的前30分鐘內(nèi)，要求采用清水閥的開啟度設(shè)定為20度左右的慢濾速進(jìn)行過濾，等濾層穩(wěn)定了再緩緩打開清水閥。目前，初濾水控制在0.15NTU內(nèi)。2.2 合理調(diào)整濾池沖洗步驟，提高沖洗效果。提高濾池的截留能力，要從沖洗上著手，只有提高濾池沖洗效果，才能提高濾池效能。經(jīng)過多年實(shí)踐摸索，提出科學(xué)合理濾池沖洗步驟：①由于濾池沖洗的方式采用氣、水反沖洗，先氣沖，再氣水混沖加漂洗，最后水沖加漂洗。這樣的沖洗方式是利用上升空氣氣泡的振動(dòng)可有效地將附著于濾料表面污物擦洗下來使之懸浮于水中，然后再用水反沖把污物排出池外。這